OPC和EIP技术在远程监控系统中的应用

摘要

随着计算机和通信技术的不断进步，工业现场的监控系统经历了一个从本地到远程，从集中式向网络式发展的历程。目前的远程监控系统一般是指跨越Internet或Intranet对远程端的现场设备进行监视和控制的网络化系统，能够实现远程的实时控制，同时也能达成设备共享的目的。中国科学技术大学自动化系实验室拥有三套大型的过程控制教学设备，本文在已经建立了VPN数据连接的基础上，利用工控领域中常用的OPC和EIP技术构建数据接口和监控界面，实现了实验室的远程监控系统。
　　 首先介绍了所用技术的产生背景和发展历史。对OPC技术的组件对象模型进行了学习，回顾了OPC协议版本的演变及各版本的特点。研究了工业以太网在工业自动化领域的应用发展并分析了几种主流的工业以太网技术。接下来实现了对OPC服务器和客户端的开发。在详尽剖析了OPC服务器的对象组成和接口协议的基础上编写出符合OPC DA规范的OPC服务器并进行了测试；比较了OPC客户端开发常见的三种方式，选择后两种方式，在VC++和.NET平台上分别实现了OPC客户端的编写，经过测试能够成功地与OPC服务器进行通信连接和数据交互；利用OPC接口技术把广泛应用的数据处理和仿真工具MATLAB引入到控制现场中来，经测试能够与现场设备交换数据。
　　 本文还基于EtherNet/IP技术开发了另外一种数据接口。介绍了EIP技术的发展背景和应用前景，分析了EIP技术的通信模型，对其核心部分的CIP协议进行了重点研究，包括对象模型和通信机制。在已公布的EIP协议通信栈基础上设计出CIP的通信连接并最终开发了EIP技术与实验室的ControlLogix系列控制器的通信接口。最后对实验室的远程监控系统进行了整体的实现。在VPN远程数据连接的基础上，把前面开发的数据接口作为监控系统上层的应用，与现场设备直接交换数据。远程端的用户可以不必安装罗克韦尔自动化的一整套软件，就可以实现远程监控。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

第二章 OPC和工业以太网技术

第三章 基于OPC技术的数据接口的开发

第四章 基于EtherNet/IP技术的数据接口开发

第五章 远程监控系统的实现

第六章 结束语

参考文献

致 谢

在读期间发表的学术论文与取得的研究成果